砖烟囱加固处理分析研究
2014-09-02刘艳红
刘艳红
【摘 要】加大钢构件截面的加固法涉及面广，采用加大构件截面的方法应考虑构件的受力情况及存在的缺陷。针对网架钢结构杆件加固的复杂性，结合工程设计、施工的实例说明所选的截面形式有利于加固技术要求，为同类的工程提供借鉴与参考。
【关键词】砖烟囱；扁钢构套加固；环箍
1 工程概况
某烟囱建于2005年并投入使用，烟囱结构型式为45米高的砖砌圆筒结构构筑物，底部外直径4.66m，筒身厚度为620mm，内部50mm厚的隔热层，内衬为厚120mm的耐火砖。该烟囱选用国家标准烟囱图集G211-3，烟囱代号50/1.4-0.7-250，套用图集做到45m高，现发现该烟囱筒身距地面约半筒身高度处有一条长约15m、最大竖向宽度约为6mm的裂缝，委托检测单位对该烟囱构架进行安全性检测鉴定。
2 原因分析
烟囱筒身存在着较为明显的竖向裂缝：主要是原因是该烟囱筒壁砌体砌筑时没有放环箍、竖向钢筋。
3 加固方法
针对该烟囱筒壁砌体砌筑时没有放环箍、竖向钢筋。对烟囱砖筒壁进行扁钢构套加固。扁钢构套加固就是在烟囱砖筒壁竖向粘竖向钢板，水平向通过螺栓收紧器加环箍，给烟囱形成整体紧箍，对原构架起到一定的约束作用，使砖烟囱砌体处于三向压应力状态，扁钢构套加固法主要特点是截面尺寸和外观影响较小，增加的重量轻，承载力能力提高较大。经计算竖向钢板采用-80×8@1000，环箍采用-80×6@1000。
4 加固计算
4.1 地震作用计算
本工程基本风压值取为0.5kN/m2；根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）第5.5.3.2条要求，设防烈度为7度时，Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时，Ⅰ、Ⅱ类场地，且高度不超过45m的砖烟囱，可不进行截面抗震验算，但应满足抗震构造措施。根据《烟囱设计规范》第6.6.10条要求，7度区Ⅰ、Ⅱ类场地，配筋范围为0.5H～顶端，竖向配筋为A10，间距500～700mm，且不少于6根。
现根据《建筑抗震加固技术规程》第11.1.6条采用加扁钢构套加固，加10块纵向钢板-80×8，设计满足构造要求。
4.2 筒壁内外表面温度差计算
本工程筒壁采用普通粘土砖砌体，内衬采用粘土耐火砖，隔热层采用矿渣棉。内衬直径d0=2840mm，隔热层内直径d1=3320mm，筒壁内直径d2=3420mm，筒壁外直径d3=4660mm，Tg烟气温度=250℃，Ta空气气温度=0℃，筒壁外半径r2=2330mm；筒壁内半径r1=1710mm；由《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表5.6.8-1、表5.6.8-2查得内衬内表面的传热系数аin=38w/m2·k，筒壁外表面的传热系数аex=23w/m2·k。由《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表3.4.2查得，内衬导热系数λ1=1.08w/m2·k，隔热层导热系数λ2=0.09w/m2·k，筒壁导热系数λ3=0.96w/m2·k.
由筒壁外半径r2/筒壁内半径r1=2330/1710=1.36>1.1由公式5.6.4条知，应采用环壁法计算受热温度。
4.3 环箍计算
环筋采用HPB235钢筋计算，E=210000N/mm2；环筋抗拉强度设计值fat=145N/mm2；γt=1.6；αm=5×10-6/℃；Em=1600f=3392N/mm2；E=206x103N/mm2
当筒壁厚度t=620mm时在：
4.4 竖向钢筋计算
根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）5.5.1，6度和7度地震区可不考虑竖向地震作用。
现采用加扁钢构套加固，加10块纵向钢板-80×8，设计满足构造要。
5 烟囱加固施工工艺
加固施工顺序：先对烟囱壁的裂缝进行封闭、灌浆处理，再进行扁钢构套加固。
（1）铲除原墙抹灰层，将灰缝剔除至5～10mm，用钢丝刷刷净残灰、吹净表面灰粉，洒水湿润，喷素水泥浆一道。以清水冲洗干净，再用耐高温乳胶水泥砂浆干捻填塞紧密后，在表面勾缝平顺。
（2）按照设计要求进行钢板下料，并用台钻按照设计要求在钢板上钻孔；
（3）预留植螺栓孔：在梁的正确位置用冲击钻钻孔，用空压机清除因钻孔而残留的灰尘；
（4）先用Φ10螺栓将纵向钢板固定在烟囱筒壁，在安装环向钢箍板的位置用耐高温的乳胶水泥砂浆抹平，再安装环形钢箍板，钢箍板用螺栓收紧器箍紧，使环形钢箍板和筒壁紧贴，环向钢箍板与筒壁之间的空隙用乳胶水泥砂浆干捻填塞紧密后，在表面勾缝平顺，最后焊接环形钢箍板的接头以及纵、环钢板交接的位置。
6 结语
通过工程实例我们可以得到以下结论：外包槽钢加大截面杆件加固技术是可增加杆件的刚度、减少杆件的计算长度，提高稳定承载力。尤其适用钢管杆件的稳定性不满足要求的加固。
【参考文献】
[1]CECS77：96 钢结构加固技术规程[S].
[2]GB50017-2003 钢结构设计规范[S].
[3]钢结构的检测鉴定与加固改造[M].中国建筑工业出版社.
[责任编辑：汤静]
【摘 要】加大钢构件截面的加固法涉及面广，采用加大构件截面的方法应考虑构件的受力情况及存在的缺陷。针对网架钢结构杆件加固的复杂性，结合工程设计、施工的实例说明所选的截面形式有利于加固技术要求，为同类的工程提供借鉴与参考。
【关键词】砖烟囱；扁钢构套加固；环箍
1 工程概况
某烟囱建于2005年并投入使用，烟囱结构型式为45米高的砖砌圆筒结构构筑物，底部外直径4.66m，筒身厚度为620mm，内部50mm厚的隔热层，内衬为厚120mm的耐火砖。该烟囱选用国家标准烟囱图集G211-3，烟囱代号50/1.4-0.7-250，套用图集做到45m高，现发现该烟囱筒身距地面约半筒身高度处有一条长约15m、最大竖向宽度约为6mm的裂缝，委托检测单位对该烟囱构架进行安全性检测鉴定。
2 原因分析
烟囱筒身存在着较为明显的竖向裂缝：主要是原因是该烟囱筒壁砌体砌筑时没有放环箍、竖向钢筋。
3 加固方法
针对该烟囱筒壁砌体砌筑时没有放环箍、竖向钢筋。对烟囱砖筒壁进行扁钢构套加固。扁钢构套加固就是在烟囱砖筒壁竖向粘竖向钢板，水平向通过螺栓收紧器加环箍，给烟囱形成整体紧箍，对原构架起到一定的约束作用，使砖烟囱砌体处于三向压应力状态，扁钢构套加固法主要特点是截面尺寸和外观影响较小，增加的重量轻，承载力能力提高较大。经计算竖向钢板采用-80×8@1000，环箍采用-80×6@1000。
4 加固计算
4.1 地震作用计算
本工程基本风压值取为0.5kN/m2；根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）第5.5.3.2条要求，设防烈度为7度时，Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时，Ⅰ、Ⅱ类场地，且高度不超过45m的砖烟囱，可不进行截面抗震验算，但应满足抗震构造措施。根据《烟囱设计规范》第6.6.10条要求，7度区Ⅰ、Ⅱ类场地，配筋范围为0.5H～顶端，竖向配筋为A10，间距500～700mm，且不少于6根。
现根据《建筑抗震加固技术规程》第11.1.6条采用加扁钢构套加固，加10块纵向钢板-80×8，设计满足构造要求。
4.2 筒壁内外表面温度差计算
本工程筒壁采用普通粘土砖砌体，内衬采用粘土耐火砖，隔热层采用矿渣棉。内衬直径d0=2840mm，隔热层内直径d1=3320mm，筒壁内直径d2=3420mm，筒壁外直径d3=4660mm，Tg烟气温度=250℃，Ta空气气温度=0℃，筒壁外半径r2=2330mm；筒壁内半径r1=1710mm；由《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表5.6.8-1、表5.6.8-2查得内衬内表面的传热系数аin=38w/m2·k，筒壁外表面的传热系数аex=23w/m2·k。由《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表3.4.2查得，内衬导热系数λ1=1.08w/m2·k，隔热层导热系数λ2=0.09w/m2·k，筒壁导热系数λ3=0.96w/m2·k.
由筒壁外半径r2/筒壁内半径r1=2330/1710=1.36>1.1由公式5.6.4条知，应采用环壁法计算受热温度。
4.3 环箍计算
环筋采用HPB235钢筋计算，E=210000N/mm2；环筋抗拉强度设计值fat=145N/mm2；γt=1.6；αm=5×10-6/℃；Em=1600f=3392N/mm2；E=206x103N/mm2
当筒壁厚度t=620mm时在：
4.4 竖向钢筋计算
根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）5.5.1，6度和7度地震区可不考虑竖向地震作用。
现采用加扁钢构套加固，加10块纵向钢板-80×8，设计满足构造要。
5 烟囱加固施工工艺
加固施工顺序：先对烟囱壁的裂缝进行封闭、灌浆处理，再进行扁钢构套加固。
（1）铲除原墙抹灰层，将灰缝剔除至5～10mm，用钢丝刷刷净残灰、吹净表面灰粉，洒水湿润，喷素水泥浆一道。以清水冲洗干净，再用耐高温乳胶水泥砂浆干捻填塞紧密后，在表面勾缝平顺。
（2）按照设计要求进行钢板下料，并用台钻按照设计要求在钢板上钻孔；
（3）预留植螺栓孔：在梁的正确位置用冲击钻钻孔，用空压机清除因钻孔而残留的灰尘；
（4）先用Φ10螺栓将纵向钢板固定在烟囱筒壁，在安装环向钢箍板的位置用耐高温的乳胶水泥砂浆抹平，再安装环形钢箍板，钢箍板用螺栓收紧器箍紧，使环形钢箍板和筒壁紧贴，环向钢箍板与筒壁之间的空隙用乳胶水泥砂浆干捻填塞紧密后，在表面勾缝平顺，最后焊接环形钢箍板的接头以及纵、环钢板交接的位置。
6 结语
通过工程实例我们可以得到以下结论：外包槽钢加大截面杆件加固技术是可增加杆件的刚度、减少杆件的计算长度，提高稳定承载力。尤其适用钢管杆件的稳定性不满足要求的加固。
【参考文献】
[1]CECS77：96 钢结构加固技术规程[S].
[2]GB50017-2003 钢结构设计规范[S].
[3]钢结构的检测鉴定与加固改造[M].中国建筑工业出版社.
[责任编辑：汤静]
【摘 要】加大钢构件截面的加固法涉及面广，采用加大构件截面的方法应考虑构件的受力情况及存在的缺陷。针对网架钢结构杆件加固的复杂性，结合工程设计、施工的实例说明所选的截面形式有利于加固技术要求，为同类的工程提供借鉴与参考。
【关键词】砖烟囱；扁钢构套加固；环箍
1 工程概况
某烟囱建于2005年并投入使用，烟囱结构型式为45米高的砖砌圆筒结构构筑物，底部外直径4.66m，筒身厚度为620mm，内部50mm厚的隔热层，内衬为厚120mm的耐火砖。该烟囱选用国家标准烟囱图集G211-3，烟囱代号50/1.4-0.7-250，套用图集做到45m高，现发现该烟囱筒身距地面约半筒身高度处有一条长约15m、最大竖向宽度约为6mm的裂缝，委托检测单位对该烟囱构架进行安全性检测鉴定。
2 原因分析
烟囱筒身存在着较为明显的竖向裂缝：主要是原因是该烟囱筒壁砌体砌筑时没有放环箍、竖向钢筋。
3 加固方法
针对该烟囱筒壁砌体砌筑时没有放环箍、竖向钢筋。对烟囱砖筒壁进行扁钢构套加固。扁钢构套加固就是在烟囱砖筒壁竖向粘竖向钢板，水平向通过螺栓收紧器加环箍，给烟囱形成整体紧箍，对原构架起到一定的约束作用，使砖烟囱砌体处于三向压应力状态，扁钢构套加固法主要特点是截面尺寸和外观影响较小，增加的重量轻，承载力能力提高较大。经计算竖向钢板采用-80×8@1000，环箍采用-80×6@1000。
4 加固计算
4.1 地震作用计算
本工程基本风压值取为0.5kN/m2；根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）第5.5.3.2条要求，设防烈度为7度时，Ⅲ、Ⅳ类场地和8度时，Ⅰ、Ⅱ类场地，且高度不超过45m的砖烟囱，可不进行截面抗震验算，但应满足抗震构造措施。根据《烟囱设计规范》第6.6.10条要求，7度区Ⅰ、Ⅱ类场地，配筋范围为0.5H～顶端，竖向配筋为A10，间距500～700mm，且不少于6根。
现根据《建筑抗震加固技术规程》第11.1.6条采用加扁钢构套加固，加10块纵向钢板-80×8，设计满足构造要求。
4.2 筒壁内外表面温度差计算
本工程筒壁采用普通粘土砖砌体，内衬采用粘土耐火砖，隔热层采用矿渣棉。内衬直径d0=2840mm，隔热层内直径d1=3320mm，筒壁内直径d2=3420mm，筒壁外直径d3=4660mm，Tg烟气温度=250℃，Ta空气气温度=0℃，筒壁外半径r2=2330mm；筒壁内半径r1=1710mm；由《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表5.6.8-1、表5.6.8-2查得内衬内表面的传热系数аin=38w/m2·k，筒壁外表面的传热系数аex=23w/m2·k。由《烟囱设计规范》（GB50051-2002）表3.4.2查得，内衬导热系数λ1=1.08w/m2·k，隔热层导热系数λ2=0.09w/m2·k，筒壁导热系数λ3=0.96w/m2·k.
由筒壁外半径r2/筒壁内半径r1=2330/1710=1.36>1.1由公式5.6.4条知，应采用环壁法计算受热温度。
4.3 环箍计算
环筋采用HPB235钢筋计算，E=210000N/mm2；环筋抗拉强度设计值fat=145N/mm2；γt=1.6；αm=5×10-6/℃；Em=1600f=3392N/mm2；E=206x103N/mm2
当筒壁厚度t=620mm时在：
4.4 竖向钢筋计算
根据《烟囱设计规范》（GB50051-2002）5.5.1，6度和7度地震区可不考虑竖向地震作用。
现采用加扁钢构套加固，加10块纵向钢板-80×8，设计满足构造要。
5 烟囱加固施工工艺
加固施工顺序：先对烟囱壁的裂缝进行封闭、灌浆处理，再进行扁钢构套加固。
（1）铲除原墙抹灰层，将灰缝剔除至5～10mm，用钢丝刷刷净残灰、吹净表面灰粉，洒水湿润，喷素水泥浆一道。以清水冲洗干净，再用耐高温乳胶水泥砂浆干捻填塞紧密后，在表面勾缝平顺。
（2）按照设计要求进行钢板下料，并用台钻按照设计要求在钢板上钻孔；
（3）预留植螺栓孔：在梁的正确位置用冲击钻钻孔，用空压机清除因钻孔而残留的灰尘；
（4）先用Φ10螺栓将纵向钢板固定在烟囱筒壁，在安装环向钢箍板的位置用耐高温的乳胶水泥砂浆抹平，再安装环形钢箍板，钢箍板用螺栓收紧器箍紧，使环形钢箍板和筒壁紧贴，环向钢箍板与筒壁之间的空隙用乳胶水泥砂浆干捻填塞紧密后，在表面勾缝平顺，最后焊接环形钢箍板的接头以及纵、环钢板交接的位置。
6 结语
通过工程实例我们可以得到以下结论：外包槽钢加大截面杆件加固技术是可增加杆件的刚度、减少杆件的计算长度，提高稳定承载力。尤其适用钢管杆件的稳定性不满足要求的加固。
【参考文献】
[1]CECS77：96 钢结构加固技术规程[S].
[2]GB50017-2003 钢结构设计规范[S].
[3]钢结构的检测鉴定与加固改造[M].中国建筑工业出版社.
[责任编辑：汤静]
